1、跨海大橋大型深水基礎(chǔ)施工技術(shù)介紹 目 錄 緒論一二三四五大型深水基礎(chǔ)施工平臺(tái)設(shè)計(jì)臺(tái)州灣跨海大橋基礎(chǔ)施工技術(shù)信息鋼套箱圍堰施工鉆孔樁基礎(chǔ)施工技術(shù)一、緒 論正式拉開了我國跨海長橋建設(shè)的序幕緒 論 隨著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和橋梁設(shè)計(jì)和施工方法的日趨成熟, 本世紀(jì)初期開始修建的東海大橋和杭州灣跨海大橋，正式拉開了我國跨海長橋建設(shè)的序幕。目前我國深水長橋的建設(shè)正處于蓬勃發(fā)展的階段，大量的江河、海灣、島嶼、海峽上即將架設(shè)起一道道“人間彩虹”。 隨著一些大型跨海、跨江橋梁的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)含量的提高，其橋梁跨度越來越大，對基礎(chǔ)的要求也就越來越高，從而使深水基礎(chǔ)承臺(tái)的施工成為這類大型項(xiàng)目的控制性工程。 1、跨海長橋的背

2、景、現(xiàn)狀及發(fā)展：渤海灣大橋 廈彰大橋 珠港澳大橋 杭州灣大橋 臺(tái)灣海峽大橋 瓊州海峽大橋 東海大橋 金塘大橋 上海長江大橋 緒 論 我國早期深水橋的基礎(chǔ)主要是采用沉井和沉箱基礎(chǔ)。近年來，由于深水橋梁的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)取得了新突破，使得深水鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的施工技術(shù)也取得不斷的發(fā)展，超長、大直徑的鉆孔灌注樁已被廣泛應(yīng)用于大型深水橋梁建設(shè)中?？绾４髽虻慕ㄔO(shè)面臨多變的氣象環(huán)境、復(fù)雜的海底地質(zhì)與水文條件的影響和混凝土設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期年限長等眾多不利因素?？绾４髽虻墓餐攸c(diǎn)都要面臨大型深水基礎(chǔ)施工的難題，緒 論 跨海大橋的共同特點(diǎn)都要面臨大型深水基礎(chǔ)施工的難題，當(dāng)跨海、改溝、改河、截流與防水圍堰相比已不經(jīng)濟(jì)，甚至

3、不可能時(shí)，從而使深水基礎(chǔ)防水圍堰的施工成為這類橋梁施工成敗的關(guān)鍵。 下面重點(diǎn)結(jié)合臺(tái)州灣跨海大橋?qū)ι钏A(chǔ)施工做簡要介紹。從所處的自然環(huán)境以及基礎(chǔ)施工的技術(shù)難度來講，跨海大橋基礎(chǔ)施工主要從以下幾方面采取措施： 1最大程度的掌握大橋所處海域的氣象、水文資料，詳查工程地質(zhì)情況。 鋼套箱湍急的水流鋼棧橋鋼平臺(tái)緒 論 2選擇最恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)方案，對施工方案要反復(fù)比對，不僅要考慮材料的造價(jià)，還要求綜合考慮施工與將來運(yùn)營的成本。 3選用合理施工工藝，要求其工藝盡量簡單，選用先進(jìn)的大型專業(yè)的施工設(shè)備。 4做好特殊的海工混凝土的研制和現(xiàn)場配比工作；對鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件采取有效的防腐蝕措施，以達(dá)到年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的要求。 5做好

4、施工組織設(shè)計(jì)，對施工材料和設(shè)備的協(xié)作和調(diào)配進(jìn)行優(yōu)化。緒 論2、國外橋梁大型深基礎(chǔ)的發(fā)展： 早期國外跨海大橋的基礎(chǔ)主要都是采用氣壓沉箱基礎(chǔ)，到了二十世紀(jì)三十年代，沉井基礎(chǔ)的應(yīng)用，成為優(yōu)先考慮的基礎(chǔ)類型。二十世紀(jì)七十年代后，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各國在修建跨海大橋時(shí)都有各自偏愛的基礎(chǔ)類型，形成了獨(dú)特的技術(shù)風(fēng)格。美國紐約布魯克林大橋 緒 論2、國外橋梁大型深基礎(chǔ)的發(fā)展： 基于沉箱基礎(chǔ)固有的缺點(diǎn)，工程人員在其基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，發(fā)明了沉井基礎(chǔ)。1936年建成的著名的美國舊金山-奧克蘭大橋在水深32m、覆蓋層厚54.7的條件下，采用60m28m浮運(yùn)沉井，射水、吸泥下沉，入土深度達(dá)73.28m。 緒 論2、國外

5、橋梁大型深基礎(chǔ)的發(fā)展： 二戰(zhàn)之后，美國所建橋梁的基礎(chǔ)形式日益多樣： 1955年，查蒙德圣萊弗爾在18m水深條件下先打H型鋼樁，然后整體安裝鐘形套箱，最后灌注水下混凝上，首創(chuàng)鐘形基礎(chǔ)。 1957年，美國新奧爾良的龐加川湖橋水中基礎(chǔ)采用了1.37m的預(yù)應(yīng)力管柱。 1966年的美國班尼西亞馬丁尼茲橋采用了鋼筋混凝土沉井內(nèi)繼續(xù)施打鋼管樁的組合基礎(chǔ)。 1994年切薩比克-特拉華運(yùn)河大橋和休斯頓航道橋分別采用預(yù)制的預(yù)應(yīng)力混凝土方樁和混凝土方樁做為橋梁基礎(chǔ)。 緒 論2、國外橋梁大型深基礎(chǔ)的發(fā)展： 歐洲的橋梁大國丹麥，建橋歷史悠久，很有代表性： 1935年小海帶橋在水深達(dá)30m的條件下采用43.5m22m的鋼

6、筋混凝土沉箱， 1998年建成的大海帶橋主橋主塔基礎(chǔ)采用了重32000t的設(shè)置基礎(chǔ)。 2000年建成的厄勒海峽大橋，全長16km，其51個(gè)引橋全部采用設(shè)置基礎(chǔ)，其主塔墩設(shè)置基礎(chǔ)長37m、寬35m、高22.5m，自重20000t。 緒 論2、國外橋梁大型深基礎(chǔ)的發(fā)展：在 1970年至2000年間，日本所建的眾多橋梁中很大比例采用了沉箱基礎(chǔ)，如浦戶大橋、日本港大橋、神戶的波特彼河大橋等。還有一部分采用了沉井基礎(chǔ)，如廣島大橋、早漱大橋等。 日本所建的世界第一大跨度的明石海峽大橋采用了圓形的設(shè)置沉井基礎(chǔ)，其尺寸直徑達(dá)80m，高79m，是前所未有的龐然大物 。緒 論2、國外橋梁大型深基礎(chǔ)的發(fā)展：日本明石

7、海峽大橋緒 論3、國內(nèi)橋梁大型深基礎(chǔ)的發(fā)展：在我國真正開展橋梁建設(shè)直到解放后才開始，其整個(gè)橋梁基礎(chǔ)形式大致經(jīng)歷了從管柱基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)到大力發(fā)展鉆孔灌注樁基礎(chǔ)的過程。 我國發(fā)展跨海大橋是從上世紀(jì)80年代開始的，1987年動(dòng)工并于1991年5月建成通車的廈門大橋，它也是我國首次采用海上大直徑嵌巖鉆孔灌注樁。1997年的廣東虎門大橋，其主通航跨的跨度達(dá)到了當(dāng)時(shí)我國橋梁跨度最大的888m，所用的基礎(chǔ)形式也是鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。緒 論3、國內(nèi)橋梁大型深基礎(chǔ)的發(fā)展：在下面列舉幾個(gè)國內(nèi)近幾年施工的代表性橋梁工程大型深水基礎(chǔ)運(yùn)用情況： 1)浙江杭州灣跨海大橋 通航孔南航道橋主塔基礎(chǔ)采用38根直徑2.8m鉆孔灌注樁

8、，樁長125m，創(chuàng)國內(nèi)跨海大橋超長鉆孔灌注樁樁基礎(chǔ)施工新紀(jì)錄（2005年中國企業(yè)新紀(jì)錄）；基礎(chǔ)承臺(tái)為啞鈴型結(jié)構(gòu)，長81.4m，寬23.7m，厚6.0m，采用海工高性能混凝土，單個(gè)承臺(tái)方量11000m3。引橋主要采用打入鋼管樁基礎(chǔ)。 2)浙江舟山金塘跨海大橋 主塔基礎(chǔ)采用42根2.85m變徑至2.5m的變徑鉆孔灌注樁，樁長為115m，基礎(chǔ)承臺(tái)結(jié)構(gòu)尺寸為56.7834.026.5m，單個(gè)承臺(tái)方量10960m3。緒 論3、國內(nèi)橋梁大型深基礎(chǔ)的發(fā)展：緒 論3、國內(nèi)橋梁大型深基礎(chǔ)的發(fā)展： 3)江蘇泰州長江大橋(世界上最大的三塔兩跨2X1080m懸索橋) 中塔采用沉井基礎(chǔ)，沉井長58m，寬44m，總高度為

9、76m，相當(dāng)于半個(gè)足球場大、25層樓高，其下部38m為雙壁鋼殼混凝土沉井，上部38m為鋼筋混凝土沉井。沉井沉入19m深水和55m河床覆蓋層，為世界上入土最深的水中沉井基礎(chǔ)。緒 論3、國內(nèi)橋梁大型深基礎(chǔ)的發(fā)展： 4)江蘇蘇通長江大橋 蘇通大橋是世界最大跨徑斜拉橋，主墩基礎(chǔ)為世界最大規(guī)模橋梁超大型群樁基礎(chǔ)，由131根長120m、直徑2.8m變至2.5m的變徑鉆孔灌注樁組成，承臺(tái)平面為啞鈴形，長113.75m、寬48.10m厚6.0m，混凝土為C35，方量42271m3，鋼筋總重達(dá)7020t。緒 論3、國內(nèi)橋梁大型深基礎(chǔ)的發(fā)展： 5)江蘇潤揚(yáng)長江大橋： 懸索橋北錨碇基礎(chǔ)為矩形箱式結(jié)構(gòu)，長69m，寬5

10、0m，深50m，三縱四橫隔墻將箱體結(jié)構(gòu)分為20個(gè)隔艙，倉內(nèi)充填砂和砼。穿過35m厚粉細(xì)砂，地連墻計(jì)42個(gè)槽段平均深度54m，最大深度57m，單幅6.0m寬槽段鋼筋籠重量102t，創(chuàng)國內(nèi)施工行業(yè)穿過粉細(xì)砂最厚、支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌巖地連墻最深、單榀鋼筋籠重量最大新紀(jì)錄。緒 論3、國內(nèi)橋梁大型深基礎(chǔ)的發(fā)展：潤揚(yáng)長江大橋緒 論3、國內(nèi)橋梁大型深基礎(chǔ)的發(fā)展： 6)江蘇南京長江四橋： 南京長江四橋?yàn)殡p塔三跨懸索橋，主跨1418米，世界排名第四，其中主塔基礎(chǔ)采用48根D3.2mD2.8m變直徑鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。 主塔承臺(tái)基礎(chǔ)為啞鈴形結(jié)構(gòu)，平面尺寸80.535m，厚度9.0m，混凝土方量達(dá)17500m3。緒 論3、國內(nèi)

11、橋梁大型深基礎(chǔ)的發(fā)展：鉆孔灌注樁基礎(chǔ)緒 論3、國內(nèi)橋梁大型深基礎(chǔ)的發(fā)展： 7).臺(tái)州灣跨海特大橋： 臺(tái)州灣跨海特大橋主橋?yàn)橹骺?88m雙塔雙索面疊合梁斜拉橋，跨徑布置85+145+488+145+85，主墩基礎(chǔ)采用32根2.8m2.5m端承樁，最長樁長約150m。從減少承臺(tái)阻水面積及利于通航的角度考慮，主墩承臺(tái)采用啞鈴型承臺(tái)、承臺(tái)尺寸為78.624.3m（橫順），為海工高性能混凝土。 臺(tái)州灣跨海特大橋因特殊地質(zhì)條件和惡劣施工環(huán)境，主墩鉆孔樁施工遇到了各種困難和前所未有的技術(shù)難題，例如：鋼護(hù)筒變形、孤石、漏漿、鐵板砂層鉆孔樁施工。時(shí)間跨度達(dá)8個(gè)月，目前已全部施工完成。 緒 論4、跨海大橋大型深基

12、礎(chǔ)發(fā)展趨勢： 跨海大橋大型深基礎(chǔ)發(fā)展趨勢有： 1新的結(jié)構(gòu)形式 2創(chuàng)新的施工技術(shù) 3不斷加大的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)尺寸 4大型化、專業(yè)化的施工機(jī)械 5. 采用信息化施工技術(shù)緒 論 本次交流介紹主要重點(diǎn)：在對國內(nèi)外橋梁大型基礎(chǔ)施工技術(shù)調(diào)研與分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合臺(tái)州灣跨海特大橋以及國內(nèi)的其他大型海上橋梁的建設(shè)工程特點(diǎn)，對其大型深水基礎(chǔ)施工進(jìn)行以下幾個(gè)部分的總結(jié)歸納：1跨海大橋大型深水基礎(chǔ)施工平臺(tái)的設(shè)計(jì)與施工；2海上大直徑超長鉆孔樁基礎(chǔ)施工；3海上大型深水基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù)；4跨海大橋大型套箱制作、安裝和大體積承臺(tái)基礎(chǔ)的 施工技術(shù)。 二、臺(tái)州灣大橋基礎(chǔ)施工技術(shù)信息（一）氣象信息 臺(tái)州灣跨海特大橋地處我國東南部沿海地

13、區(qū)，屬典型的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，橋區(qū)季風(fēng)顯著，四季分明，溫暖細(xì)潤、雨量豐富、臺(tái)風(fēng)頻發(fā)的氣候特點(diǎn)。冬季的10月、11月季風(fēng)風(fēng)速較大，年平均大風(fēng)日數(shù)超過1個(gè)月。年平均影響施工的臺(tái)風(fēng)3次。工程區(qū)霧出現(xiàn)頻率較高，各月均有霧出現(xiàn)，但主要集中在冬、春季。多年平均霧日40-50天，累年最多霧日72天，霧多數(shù)持續(xù)時(shí)間為1-4h。（二）水文條件 1）潮汐特征 臺(tái)州灣跨海大橋地處強(qiáng)潮海域、潮汐類型為正規(guī)半日潮，據(jù)附近海門站統(tǒng)計(jì)近期實(shí)測資料潮汐特征值如下(潮位基準(zhǔn)面采用1956 黃海平均海平面)： 最高潮位+5.65m 最低潮位-2.80m 平均高潮位+2.21m 平均低潮位-1.79m 最大潮差+6.75m 平均潮

14、差+3.99m 設(shè)計(jì)高潮位+3.06m 設(shè)計(jì)低潮位-2.21m（二）水文條件 2）波浪平大橋施工設(shè)計(jì)波浪取值參照如下表：主橋采用P2點(diǎn)設(shè)計(jì)波要素，北淺水區(qū)引橋采用P1點(diǎn)設(shè)計(jì)波要素，南淺水區(qū)引橋采用P3點(diǎn)設(shè)計(jì)波要素。20 年重現(xiàn)期波要素如下表 位置方向H1%（m）T（s）P1偏E4.875.0P2偏E5.248.3P3偏E5.188.3（三）地質(zhì)條件 橋址區(qū)域位于海積平原區(qū)，橫跨椒江河道，椒江水系底高程-2.0到-6.0m，水底地形總體變化平緩，河床較為穩(wěn)定。上部為海積淤泥、淤泥質(zhì)粘土，厚22-35m，其下部分布海積、沖海積軟塑狀黏性土，厚13.6-32.60m，性質(zhì)差，中部以海積黏性土為主，軟

15、塑-可塑狀，厚度一般較小，局部分布沖湖積粉質(zhì)黏土；中下部分布兩層沖積園礫，工程性質(zhì)較好，兩層圓礫間夾可塑狀黏土，下伏基巖為晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r，凝灰?guī)r粉砂巖，大橋主墩處揭露基巖頂板標(biāo)高-137.32m至-138.59m。（四）施工測量 1.施工測量坐標(biāo)系統(tǒng) 根據(jù)工程的特點(diǎn)，施工測量運(yùn)用的坐標(biāo)系統(tǒng)如下： 1）WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)：主要應(yīng)用于GPS測量。 2）平面坐標(biāo)系統(tǒng)：建立了大橋獨(dú)立坐標(biāo)系，獨(dú)立坐標(biāo)系的橢球定位、定向。 3）高程系統(tǒng)：1985年國家高程系統(tǒng)。（四）施工測量 2.施工測量控制網(wǎng) 1）施工測量平面控制網(wǎng) 根據(jù)大橋工程的特點(diǎn)、特殊要求及施工方法，控制網(wǎng)分為首級網(wǎng)、首級加密網(wǎng)、一級加密網(wǎng)和二

16、級加密網(wǎng)四個(gè)等級。次一級網(wǎng)由高一級網(wǎng)點(diǎn)作起算數(shù)據(jù)。 2）高程施工控制網(wǎng) 與平面控制網(wǎng)類似，高程控制網(wǎng)分為首級網(wǎng)、海中首級加密網(wǎng)、一級加密網(wǎng)三個(gè)等級。次一級網(wǎng)由高一級網(wǎng)點(diǎn)作起算數(shù)據(jù)。（四）施工測量 3.橋墩基礎(chǔ)施工測量1）基礎(chǔ)施工測量控制技術(shù)、控制方法2）GPS全球衛(wèi)星定位3）施工平臺(tái)施工測量技術(shù)4）鉆孔樁施工測量5）承臺(tái)施工測量6）基礎(chǔ)沉降觀測小結(jié) 1詳細(xì)如實(shí)的收集大量基礎(chǔ)信息對大型基礎(chǔ)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工具有重要的指導(dǎo)意義。 2GPS測量技術(shù)隨著海上大型工程的建設(shè)，尤其是橋梁工程建設(shè)，目前運(yùn)用已經(jīng)成熟，精度能達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，具有選點(diǎn)靈活，作業(yè)方便，工作量小等傳統(tǒng)方法無法與之比擬的優(yōu)點(diǎn)，成果可靠

17、。GPS短基線測量能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)導(dǎo)線測量方法進(jìn)行加密點(diǎn)的測設(shè)工作。三、跨海大橋深水基礎(chǔ)施工平臺(tái)設(shè)計(jì)1.概述2.施工平臺(tái)設(shè)計(jì)思路3.鋼平臺(tái)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)4.鋼平臺(tái)計(jì)算工況類型及最不利工況確定5.鋼平臺(tái)施工6.鋼平臺(tái)處的沖刷與防護(hù)7.小結(jié) 鉆孔樁在旱地進(jìn)行施工非常方便易行，平整場地后，鉆機(jī)即可就位并開鉆作業(yè)，但是由于海上橋梁基礎(chǔ)都位于水深、流急、潮差大、強(qiáng)腐蝕的環(huán)境中，因此在進(jìn)行鉆孔樁施工前首要為鉆機(jī)、沉放鋼筋籠及灌注設(shè)備等提供一個(gè)作業(yè)場地，以滿足鉆孔、灌注水下混凝土的需要，并保證人員及機(jī)具的安全，這就產(chǎn)生了大型橋梁施工所用的施工平臺(tái)。1.概 述 1.概 述 臺(tái)州灣跨海大橋地處入?？冢烁?、潮大、風(fēng)

18、疾，施工水文條件惡劣，地質(zhì)條件差，臺(tái)風(fēng)活動(dòng)頻繁，冬季季風(fēng)時(shí)間長。鉆孔施工平臺(tái)的施工、鋼護(hù)筒的準(zhǔn)確定位和沉放難度很大，經(jīng)過多次專題討論，最后確定為以鋼護(hù)筒為主要支撐樁的平臺(tái)結(jié)構(gòu)形式，考慮工期要求及水文條件，選用打樁船進(jìn)行鋼護(hù)筒沉放。常規(guī)水上平臺(tái)可選用起始平臺(tái)利用移動(dòng)懸挑式導(dǎo)向架和整體式簡支導(dǎo)向架兩種工藝進(jìn)行鋼護(hù)筒沉放。這兩工工藝鋼護(hù)筒的沉放精度非常高。杭州灣大橋海上施工平臺(tái) 1）臺(tái)州灣大橋海域施工條件惡劣，需要設(shè)計(jì)抗風(fēng)、浪、流、潮以及抗沖刷能力很強(qiáng)的大型鉆孔施工平臺(tái)。2）要充分利用鋼護(hù)筒入土深的特點(diǎn)，將鋼管樁和鋼護(hù)筒共同作為鉆孔平臺(tái)的支撐樁。3）施工平臺(tái)不但要為鉆孔樁施工提供作業(yè)區(qū)，配置電力系統(tǒng)

19、和起重設(shè)備，還要為施工人員提供生活、辦公、構(gòu)件加工區(qū)。施工平臺(tái)設(shè)計(jì)思路 施工用鋼平臺(tái)是比較重要的臨時(shí)結(jié)構(gòu)，對一些設(shè)計(jì)參數(shù)的確定按照20年一遇的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行取值。對平臺(tái)標(biāo)高的確定則選用了兩種標(biāo)準(zhǔn)：鉆孔區(qū)平臺(tái)按照5年一遇高潮位，并滿足鉆孔樁施工中水頭高度要求，按照20年一遇高潮位確定其頂標(biāo)、同時(shí)還要海浪的影響、考慮平臺(tái)的下部焊接的可行性，標(biāo)高確定為+6.5m。鋼平臺(tái)主要設(shè)計(jì)參數(shù) 表3.1 鉆孔鋼平臺(tái)主要設(shè)計(jì)參數(shù)表序號(hào)設(shè)計(jì)參數(shù)取值1設(shè)計(jì)高潮位3.06m2設(shè)計(jì)低潮位2.21m3設(shè)計(jì)垂線平均流速漲潮：1.52m/s4允許沖刷深度3m(超過即進(jìn)行防護(hù))5設(shè)計(jì)風(fēng)速臺(tái)風(fēng)期:36.3m/s6設(shè)計(jì)波高臺(tái)風(fēng)期: 2.5

20、7m7平臺(tái)標(biāo)高鉆孔平臺(tái)為+6.5m；兩端的輔助平臺(tái)為+6.5m8鉆機(jī)荷載考慮6臺(tái)鉆機(jī)同時(shí)作業(yè)、隔孔布置，單機(jī)重量1600kN，動(dòng)力系數(shù)1.29平臺(tái)均載按10KN/m2考慮10起重設(shè)備布置一臺(tái)80t履帶吊和兩臺(tái)80t龍門吊 鋼平臺(tái)計(jì)算工況類型 及最不利工況確定 根據(jù)平臺(tái)的施工工藝、海床沖刷及使用期間可能出現(xiàn)臺(tái)風(fēng)侵襲，平臺(tái)設(shè)計(jì)考慮以下工況：1單樁穩(wěn)定驗(yàn)算；2臺(tái)州灣大橋水流速不算太大，沖刷深度3m考慮；3成樁前抗臺(tái)風(fēng)；4平臺(tái)未全部完成時(shí)的抗臺(tái)風(fēng)情況；5整個(gè)平臺(tái)在最大沖刷深度時(shí)抵抗臺(tái)風(fēng)；6整個(gè)平臺(tái)在最大沖刷深度時(shí)正常工作。第4種為最不利工況。 1.護(hù)筒區(qū)平臺(tái)施工護(hù)筒區(qū)平臺(tái)是鉆孔樁施工平臺(tái)最核心的部分，

21、是主要的受力結(jié)構(gòu)，也是施工難度最大的部分。護(hù)筒區(qū)平臺(tái)施工中最重要的是鋼護(hù)筒沉放施工，沉放質(zhì)量不但關(guān)系到護(hù)筒區(qū)平臺(tái)的安全，而且還關(guān)系到鉆孔樁施工能否順利進(jìn)行，如何保證鋼護(hù)筒的沉放精度(包括平面位置及垂直度)，又是鋼護(hù)筒沉放施工中的關(guān)鍵。護(hù)筒沉放工藝流程見圖3.6示。 水上鋼平臺(tái)施工整體式導(dǎo)向架沉放工藝1、安裝導(dǎo)向梁2、安裝定位調(diào)整裝置3、插入鋼護(hù)筒4、振沉鋼護(hù)筒鋼護(hù)筒沉放施工設(shè)計(jì)導(dǎo)向架擺放示意圖鋼護(hù)筒振沉施工現(xiàn)場導(dǎo)向架下放鋼護(hù)筒施工ICE-V360振動(dòng)錘整體式導(dǎo)向架沉放工藝 樁基護(hù)筒采用導(dǎo)向架定位、ICE -V360液壓振動(dòng)錘振動(dòng)下沉工藝； a、導(dǎo)向架就位 b、護(hù)筒起吊 c、護(hù)筒進(jìn)龍口 d、測量

22、定位 e、振動(dòng)下沉 f、沉放設(shè)計(jì)標(biāo)高 移動(dòng)式導(dǎo)向架沉放工藝g、移導(dǎo)向架，依次沉放4.主要施工方案介紹4.1主墩大直徑超長樁施工1、樁基鋼護(hù)筒施工主墩樁基鋼護(hù)筒施工擬采用“長大海基”整根施沉工藝，關(guān)鍵控制因素：平面位置、垂直度。運(yùn)樁船定位打樁船取樁精確定位錘擊沉樁杭州灣大橋鋼平臺(tái)處的海底防護(hù) 臺(tái)州灣跨海大橋由于水流速小，沖刷不大，故此沒有采取海底防護(hù)措施。杭州灣大橋、嘉紹大橋因流速大、沖刷快，為了確保鋼平臺(tái)施工以及鉆孔樁施工期間的安全，在鋼平臺(tái)施工期間同時(shí)進(jìn)行平臺(tái)處海底防護(hù)。具體的防護(hù)方法為如下：由于鋼平臺(tái)及鋼護(hù)筒是按照從下游至上游的推進(jìn)法施工，所以拋填維護(hù)工作也是按照此方法進(jìn)行。每沉放完一根護(hù)

23、筒后，在高平潮或低平潮時(shí)段流速較小時(shí)，利用多功能作業(yè)駁上的起重設(shè)備將袋裝砂用大型網(wǎng)兜吊運(yùn)至該護(hù)筒周圍進(jìn)行拋填。待推鋼平臺(tái)處的海底防護(hù)進(jìn)至兩排護(hù)筒后，再對已經(jīng)形成平臺(tái)的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)拋找平，保證拋填厚度達(dá)到1.5m以上。當(dāng)鋼平臺(tái)施工全部完成后，再將拋填的范圍擴(kuò)大，對平臺(tái)邊緣向外側(cè)15m的范圍進(jìn)行拋填，拋填厚度仍然按照不小于1.5m控制。在鉆孔樁施工期間，還要求對平臺(tái)處海底標(biāo)高進(jìn)行定期測量，了解沖刷情況，使鋼平臺(tái)始終處于設(shè)計(jì)的安全受控狀態(tài)。56小 結(jié)臺(tái)州灣大橋兩個(gè)主墩平臺(tái)，從2015年6月初開始進(jìn)行搭設(shè)，2016年5月份完成樁基施工，平臺(tái)開始拆除。在搭設(shè)過程中及后續(xù)進(jìn)行的鉆孔樁基礎(chǔ)施工過程中經(jīng)受了大風(fēng)

24、、大潮汛、大波浪的考驗(yàn)，狀況良好，對此施工平臺(tái)下面談幾點(diǎn)體會(huì)：小 結(jié)1采用入土深度達(dá)40m的鋼護(hù)筒作為支撐樁的平臺(tái)結(jié)構(gòu)形式,能夠滿足流急、浪高、臺(tái)風(fēng)等條件下平臺(tái)整體穩(wěn)定性要求，同時(shí)節(jié)約施工成本。2采用打樁船進(jìn)行海上鋼護(hù)筒的沉放，能夠滿足鋼護(hù)筒沉放精度要求，是一種行之有效的施工方法。3施工平臺(tái)在施工過程中證明了平臺(tái)的一些技術(shù)參數(shù)如平臺(tái)頂標(biāo)高、平臺(tái)尺寸等，以及設(shè)計(jì)條件的確定是合適的，為其他海上橋梁施工平臺(tái)設(shè)計(jì)提供了借鑒。4此施工平臺(tái)采用的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了現(xiàn)場焊接工作量很大，由于惡劣海況氣候影響，有效工作時(shí)間比較少，工效低，所以還有可以改進(jìn)的部分。例如由于焊接工作量大，應(yīng)該盡量將一些構(gòu)件在陸地上加工成

25、品，運(yùn)到現(xiàn)場安裝，減小現(xiàn)場焊接工作量。采用全自動(dòng)導(dǎo)向架，3次精確定位插打鋼樁裝配式鉆孔平臺(tái)小 結(jié)移動(dòng)式平臺(tái)四、跨海大橋深水基礎(chǔ) 鉆孔樁施工技術(shù)1.超長樁主要施工難點(diǎn)2.超長樁施工關(guān)鍵技術(shù)3.超長樁施工主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)4.施工中遇到的主要問題及處理技術(shù)5.小結(jié)1. 超長樁施工主要難點(diǎn) 樁基礎(chǔ)施工是大橋順利建成的關(guān)鍵，本工程通航孔主墩樁基直徑2.5m，樁長最長達(dá)到150m，為大直徑超長樁，其施工難點(diǎn)如下：（1）地質(zhì)復(fù)雜，鐵板砂層鉆頭磨損大，進(jìn)尺緩慢，基巖面傾斜坡度大，易斜孔。（2）易塌孔地層多，泥漿要求高；黏土層易出現(xiàn)糊鉆堵管。（3）主墩樁基數(shù)量多，樁長長，鋼筋籠下方及水下混凝土灌注工期要求緊，施工組織

26、復(fù)雜。2.超長樁施工關(guān)鍵技術(shù)2.1 超長樁快速成孔技術(shù) 高強(qiáng)度膠結(jié)圓礫鐵板砂層等多種復(fù)雜地質(zhì)對成孔施工帶來了超乎想象的困難。具體表現(xiàn)在： 由于膠結(jié)程度高、極密實(shí)，導(dǎo)致進(jìn)尺非常緩慢，最慢的每小時(shí)進(jìn)尺不到1cm； 鉆頭磨損嚴(yán)重，刮刀鉆經(jīng)常發(fā)生圍裙及加勁板全部磨損、合金全部崩掉等現(xiàn)象，連牙輪鉆的牙輪也基本磨平，傷害到牙輪底座，迫不得已需要經(jīng)常起鉆更換鉆頭；2.超長樁施工關(guān)鍵技術(shù)2.1 超長樁快速成孔技術(shù) 粉質(zhì)黏土層極易糊鉆，需要經(jīng)常提鉆清理，影響鉆進(jìn)效率； 由于巖質(zhì)堅(jiān)硬傾斜，導(dǎo)致鉆機(jī)扭矩大大增加，對設(shè)備要求更高，同時(shí)需經(jīng)常起鉆檢查，占用起重設(shè)備。 面對困難，項(xiàng)目部反復(fù)摸索，通過以下措施成功解決了大直

27、徑高強(qiáng)度膠結(jié)圓礫鐵板砂層等復(fù)雜地質(zhì)的快速成孔問題。2.超長樁施工關(guān)鍵技術(shù)2.1 超長樁快速成孔技術(shù)一、鐵板砂層進(jìn)尺緩慢的工藝改進(jìn) 通過前期實(shí)踐摸索對比，此地層鉆進(jìn)刮刀鉆頭鉆進(jìn)速度優(yōu)于滾刀鉆頭，但尚未達(dá)到項(xiàng)目所要求的進(jìn)尺速度，針對此情況，主要改進(jìn)措施：1、加大配重，加厚護(hù)圈及鉆尖鋼板厚度增加鉆頭剛度避免鉆進(jìn)過程中鉆頭變形，增加鉆壓。 刮刀鉆頭所需鉆壓： P刮刀鉆頭所需鉆壓；E刀具重復(fù)數(shù)，一般取1.21.5； 刀具單位刃長鉆壓；B鉆頭在半徑方向切削寬度，等于鉆頭半徑。2.超長樁施工關(guān)鍵技術(shù)2.1 超長樁快速成孔技術(shù)一、鐵板砂層進(jìn)尺緩慢的工藝改進(jìn)2、將四翼刮刀改為三翼刮刀，減少破土的阻力，。 3、優(yōu)

28、化超前錐及刮板與中心管夾角，將超前錐角度從120減少為110，刮板角度從120增大130；使超前錐變“鋒”，發(fā)揮其易鉆進(jìn)的特點(diǎn)，提高鉆速；使刮板稍“鈍”，利用其平穩(wěn)鉆頭運(yùn)轉(zhuǎn)特長，達(dá)到鉆速及鉆頭平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)兩者均理想之目的。 4、更換K543優(yōu)質(zhì)合金刀具，并增設(shè)一道刀具底部合金，提高鉆砂功效；同時(shí)加密刀具利于分解板結(jié)細(xì)砂。2.超長樁施工關(guān)鍵技術(shù)2.1 超長樁快速成孔技術(shù)一、鐵板砂層進(jìn)尺緩慢的工藝改進(jìn)改進(jìn)前四翼刮刀鉆頭改進(jìn)后三翼刮刀鉆頭2.超長樁快速成孔技術(shù)2. 樁基施工主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)一、鐵板砂層進(jìn)尺緩慢的工藝改進(jìn)改進(jìn)前合金鉆頭改進(jìn)后合金鉆頭2.超長樁施工關(guān)鍵技術(shù)2.1 超長樁快速成孔技術(shù)二、黏土層“糊鉆

29、”問題工藝改進(jìn)在硬塑狀的粉質(zhì)黏土層鉆進(jìn)極易形成“糊鉆”，鉆渣無法排出，泥漿無法循環(huán)，不能正常鉆進(jìn)。形成糊鉆的原因分析： 由于地層中存在塑性黏土層，粘度大，鉆壓大，鉆頭的進(jìn)尺速度與旋轉(zhuǎn)速度不匹配； 鉆孔過程中泥漿性能指標(biāo)差，粘度大； 空壓機(jī)風(fēng)壓少、風(fēng)量少，無法將較深的鉆渣及時(shí)吸出。2.超長樁施工關(guān)鍵技術(shù)2.1 超長樁快速成孔技術(shù)二、黏土層“糊鉆”問題工藝改進(jìn)1、通過計(jì)算分析優(yōu)化風(fēng)包鉆桿位置增強(qiáng)氣舉效果 空氣壓力需根據(jù)分氣管安裝于導(dǎo)管泥漿面下最大深度而定： P氣源壓力；H分氣管施放在導(dǎo)管中的深度；泥漿比重。隨著泥漿密度、氣管施放深度的增加，所需氣源壓力成正比升高。氣舉反循環(huán)二次清孔所需風(fēng)量與導(dǎo)管面

30、積和泥漿混合液提升速度相關(guān)： 2.超長樁施工關(guān)鍵技術(shù)2.1 超長樁快速成孔技術(shù)二、黏土層“糊鉆”問題工藝改進(jìn)1、通過計(jì)算分析優(yōu)化風(fēng)包鉆桿位置增強(qiáng)氣舉效果 Q所需供氣量；K系數(shù)，經(jīng)計(jì)算K=0.45；d導(dǎo)管直徑；v氣舉反循環(huán)提升泥漿混合液流速 氣舉反循環(huán)工藝中，空氣混合器（風(fēng)包）沉入泥漿的深度H1，反循環(huán)泥漿出口至泥漿面的高度為H2, ,且該比值越大返漿效果越好。 2、通過對空壓機(jī)雙機(jī)并聯(lián)，增加風(fēng)壓及單位時(shí)間的舉升量，提高單位時(shí)間的液流速度及排渣量。3.超長樁快速成孔技術(shù)3.1 超長樁快速成孔技術(shù)空壓機(jī)風(fēng)管并聯(lián)黏土層風(fēng)管堵塞二、黏土層“糊鉆”問題工藝改進(jìn)3、改進(jìn)刮刀鉆頭的梳齒排列，將梳齒由密改疏，

31、對吸渣水口的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。4、加強(qiáng)扒渣工與操作工的溝通，根據(jù)出渣情況及時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。2.超長樁快速成孔技術(shù)2.1 超長樁快速成孔技術(shù)三、斜孔的預(yù)防措施 由于地質(zhì)情況較為復(fù)雜，巖層埋置深且傾角大，且?guī)r石強(qiáng)度變化較快，施工中很容易出現(xiàn)斜孔，主要采取如下預(yù)防措施： 提前更換滾刀鉆頭，根據(jù)地質(zhì)情況并密切注意出渣情況，在一進(jìn)入全風(fēng)化巖層即更換滾刀鉆頭，同時(shí)增加鉆頭導(dǎo)向器進(jìn)行鉆進(jìn)，明顯提高了一次成孔的合格率； 更換滾刀鉆頭后采用減壓慢速通過的方式依次通過全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化巖層，進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化巖層后每鉆進(jìn) 提起上下掃孔，直至確認(rèn)全斷面進(jìn)入中風(fēng)化巖層后再正常鉆進(jìn)。2.超長樁施工關(guān)鍵技術(shù)2.2 超長樁鋼筋籠快速連

32、接下放技術(shù) 鋼筋籠快速連接下放技術(shù) 樁基施工中鋼筋籠的對接一直是困擾施工單位的一個(gè)難題，鋼筋籠對接一般占整個(gè)鋼筋籠下籠時(shí)間的70%-80%左右，因此鋼筋籠的對接速度直接影響到下籠的時(shí)間，特別是在一些地質(zhì)條件不好的地區(qū)，威脅到成樁的質(zhì)量。針對上述問題，我們采取如下的工藝措施，目的就是為了提高鋼筋籠對接的速度，縮短下籠時(shí)間，保證成樁質(zhì)量。 1、根據(jù)鋼筋籠結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及重量，優(yōu)化鋼筋籠下放工藝，在滿足起重要求的前提下，采用履帶吊結(jié)合龍門吊下放鋼筋籠工藝。2.超長樁施工關(guān)鍵技術(shù)2.2 超長樁鋼筋籠快速連接下放技術(shù) 鋼筋籠快速連接下放工藝 2、優(yōu)化鋼筋接頭，增設(shè)籠內(nèi)作業(yè)平臺(tái)，提高作業(yè)功效。在鋼筋籠接頭處單設(shè)

33、兩個(gè)短鋼筋接頭，增設(shè)籠內(nèi)作業(yè)平臺(tái)，以便于作業(yè)人員進(jìn)入籠內(nèi)進(jìn)行鋼筋籠內(nèi)層鋼筋套筒的施擰，提高作業(yè)功效。3、提高后場鋼筋籠制作精度，加強(qiáng)對鋼筋套絲精度控制及對絲牙二次整形，加快現(xiàn)場接頭對接速度。第四點(diǎn)第三點(diǎn)第一點(diǎn)第二點(diǎn)N0.1N0.2N0.3N0.4N0.52.超長樁施工關(guān)鍵技術(shù)2.3 超長樁水下砼快速灌注技術(shù)水下混凝土快速灌注工藝對于大直徑鉆孔灌注樁來說，水下灌注混凝土是關(guān)鍵工序，因?yàn)榇笾睆綐犊椎墓嘧r(shí)間長、難度大，很容易發(fā)生堵管、頂管、頂面混凝土初凝等問題。單樁混凝土方量達(dá)800方，對混凝土生產(chǎn)供應(yīng)系統(tǒng)及現(xiàn)場灌注工藝要求高1、采用大直徑導(dǎo)管（350mm導(dǎo)管）提高混凝土澆筑效率，履帶吊配合提高拆

34、管工效；2、全過程采用12m3混凝土運(yùn)輸車直接澆灌工藝，加大混凝土澆筑強(qiáng)度，做好組織保障，確保80m3/h。2.超長樁施工關(guān)鍵技術(shù)2.3 超長樁水下混凝土快速灌注工藝主墩樁基首盤砼灌注主墩樁基正常砼灌注水下混凝土快速灌注工藝3.超長樁施工主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)3. 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) 一、通過對不同地層使用不同構(gòu)造鉆頭形式進(jìn)行充分的分析，有效解決了黏土層“糊鉆”、“鐵板砂”層進(jìn)尺困難以及傾斜巖面易斜孔的的難題，大幅提升了樁基成孔速度。 二、通過改進(jìn)鋼筋加工及安裝工藝，使得150m長鋼筋籠安裝下放時(shí)間控制在13h左右，大大提高了功效，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)； 三、通過灌注工藝的改進(jìn)，提高了灌注效率，避免了泵送后混凝土性能變

35、化帶來的施工風(fēng)險(xiǎn)。施工中遇到的主要問題及處理技術(shù)1.護(hù)筒變形及處理平潭海峽大橋由于非常不利的特殊地質(zhì)條件，也出現(xiàn)了杭州灣大橋鋼護(hù)筒底口嚴(yán)重變形的情況。主橋主墩鋼護(hù)筒的規(guī)格相同(均為300025mm)、入土深度為27m左右；雖然鋼護(hù)筒的沉放工藝采用了移動(dòng)懸挑式導(dǎo)向架和整體式大跨度簡支桁架兩種工藝。利用激振力大720t的液壓振動(dòng)錘將鋼護(hù)筒拔出泥面，底口變形成丁字型，如圖示。平潭海峽大橋鋼護(hù)筒變形圖平潭海峽大橋鋼管樁變形圖圖4.4 杭州灣大橋護(hù)筒底口變形實(shí)例圖施工中遇到的主要問題及處理技術(shù)1）鋼護(hù)筒變形的原因分析 鋼護(hù)筒下沉過程內(nèi)、外土壓力不均衡的影響 鋼護(hù)筒剛度影響 鋼護(hù)筒加工精度的影響 地層變化以及孤石影響。施工中遇到的主要問題及處理技術(shù)2）變形鋼護(hù)筒的處理變形鋼護(hù)筒處理采取以下三種方法，即水下切割變形鋼護(hù)筒、千斤頂頂撐變形鋼護(hù)筒以及回填片石沖機(jī)處理。由于千斤頂頂撐的施工方法無法解決頂撐后回彈的問題，所以該方法很難成功。環(huán)向箍1豎向肋環(huán)向箍2環(huán)向箍3鋼護(hù)筒底節(jié)部分加固圖片五、跨海大橋深水基礎(chǔ) 大體積承臺(tái)施工技術(shù)1.概述2.鋼吊箱設(shè)計(jì)與施工3.大體積承臺(tái)混凝土施工4.小結(jié) 1有關(guān)鋼吊箱施工隨著大跨